Aplicação da Batimetria Multifeixe para análise da morfologia do fundo marinho
adjacente a praia de Ponta Negra - RN
Tiago Rafael de Barros Pereira GGEMMA DGEOF/UFRN, Helenice Vital GGEMMA/DG/PPGG/UFRN e DGEO/CNPQ, João
Paulo Ferreira da Silva GGEMMA DGEOF/UFRN.
Copyright 2013, SBGf - Sociedade Brasileira de Geofísica
th
This paper was prepared for presentation during the 13 International Congress of the
Brazilian Geophysical Society held in Rio de Janeiro, Brazil, August 26-29, 2013.
Contents of this paper were reviewed by the Technical Committee of the 13th
International Congress of the Brazilian Geophysical Society and do not necessarily
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ondas fortes, bastante frequentado por surfistas, e outro
trecho, mais próximo do famoso Morro do Careca,
formado por uma duna de 120 metros de altura e
principal cartão postal da cidade do Natal, capital do Rio
Grande do Norte.
Abstract
The study area is located at the oriental coast of Rio
Grande do Norte state, in the shelf zone near Ponta
Negra beach, Natal/RN. This beach is an important
touristic place with coastal erosion problems for
several years. The main objective of the study is the
analysis of multibeam sonar data and the
characteristics of the seafloor features adjacent to
Ponta Negra beach. This analysis will provide some
information required to evaluate possible causes for
the coastal erosion.
Figura 1: Localização da área de estudo (área em
vermelho)
Introdução
A zona costeira é um dos sistemas mais dinâmicos
existentes no nosso planeta, onde são desenvolvidas
diversas atividades econômicas, e onde são registrados
problemas
frequentes
de
erosão
costeira.
O
conhecimento da morfologia do fundo marinho e dos
processos costeiros envolvidos nesse sistema é de
extrema importância para elaboração de um
planejamento preventivo e corretivo das zonas costeiras.
Esta região encontra-se submetida a ação da erosão
costeira há vários anos. No período de fevereiro a junho
de 2012, devido às ressacas e a ocorrência da maré de
sizígia, a estrutura feita para o passeio público “calçadão”
foi fortemente afetada em 12 pontos ao longo dos seus
2,5 km de extensão o que levou a prefeitura da cidade do
Natal declarar o estado de calamidade pública.
A constatação da erosão costeira parte do conhecimento
do balanço de sedimentos que ocorre no local. No caso
positivo, a praia avança mar adentro, o fenômeno é
chamado de progradação; negativo, a linha de costa
recua em direção ao continente, este fenômeno é
conhecido como gradação ou erosão, Carneiro (2003).
Segundo Vital (2005), No Rio Grande do Norte, as
principais causas e fatores da erosão costeira estão
relacionados a:
1. Dinâmica da circulação costeira,
2. Evolução holocênica da planície costeira,
3. Suprimento sedimentar ineficiente,
4. Construção
de
estruturas
de
concreto
perpendiculares à linha de costa na zona de
praia, e
5. Fatores tectônicos.
A área de estudo, está situada na plataforma continental
oriental do Rio Grande do Norte, adjacente a praia de
Ponta Negra. Apresenta um trecho de mar aberto, com
Figura 2: Erosão na praia de Ponta Negra, Nata/RN
O movimento das águas exerce atrito sobre os
sedimentos móveis da praia e plataforma adjacente,
causando gradientes espaciais e temporais em seu
transporte. São estes gradientes que ocasionam
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mudanças na morfologia, as quais, por sua vez induzem
modificações no padrão hidrodinâmico atuante, Calliari
(2003). À medida que a hidrodinâmica produz
determinadas morfologias, as mesmas induzem
mudanças no padrão hidrodinâmico atuante, ou seja, a
erosão pode ser resultado direto da formação de novas
morfologias, e para se ter uma visão mais ampla das
morfologias existentes na área submersa adjacente a
praia de Ponta Negra foi realizado o imageamento do
fundo marinho utilizando a técnica da ecobatimetria
multifeixe.
O conhecimento do relevo oceânico é um elemento
essencial no estudo da erosão costeira. A medição da
profundidade comumente efetuada por métodos indiretos
(sondadores acústicos).
Os métodos de aquisição indiretos são métodos
geofísicos. Eles utilizam uma fonte de energia para
excitar o meio a ser investigado, como é o caso da
batimetria.
O sistema multifeixe, é uma tecnologia mais recente, e
efetua medições de profundidades segundo várias
direções relativa à vertical. Permitem a cobertura de uma
faixa do fundo, com uma largura típica de cerca de três
vezes a profundidade.
Figura 3: Esquema de levantamento monofeixe e
multifeixe.
Fonte: NOAA, 2007
Métodos
Os dados foram adquiridos abordo da lancha Miami
(Figura 4), embarcação do tipo troller, alugada de uma
empresa local.
Figura 4: Embarcação utilizada para o levantamento
multifeixe.
O levantamento foi realizado em Dezembro de 2011. O
equipamento utilizado nesse levantamento foi o
ecobatímetro multifeixe SeaBat 8124, fabricado pela
empresa RESON e de propriedade da UFRN, este
equipamento possui uma área transversal, de varredura
máxima, de 120° com 80 feixes na frequência 200 kHz. E
com resolução de 1,5°/750m.
Para posicionamento da embarcação utilizou-se o
sistema de posicionamento DGPS Crescent R100,
fabricado pela empresa Hemisphere gps. Enquanto no
controle da atitude (roll, pitch e heave) foram utilizados os
sensores de movimento Crescent V100(giro), fabricados
pela empresa Hemisphere gps e o DMS-25 fabricado
pela empresa SG brown.
Como a onda acústica ao se propagar na coluna d’água
sofre refração devido às mudanças de temperatura e
salinidade, a velocidade da onda pode variar de acordo
com o tempo e a profundidade. Para corrigir os possíveis
erros no calculo da profundidade devido às variações
acimas citadas foi utilizado um perfilador de velocidade
do som Digitar Pro, fabricado pela empresa Teledyne
Odom Hidrographic. Perfis de velocidade foram coletados
a cada 4 horas. Para a correção de maré foi utilizada a
estação maregráfica do porto de Natal-RN
Todos os equipamentos citados são de propriedade da
Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN e
foram utilizados pelo Grupo de Pesquisa em Geologia e
Geofísica Marinha e Monitoramento AmbientalGGEMMA.
Resultados
A realização do levantamento batimétrico envolveu três
fases. 1) Fases de planejamento e preparação, 2) A fase
de execução, que compreendeu o levantamento na área
de estudo, cumprindo as linhas batimétricas planejadas,
e 3) Processamento, análise e interpretações dos dados.
As linhas de sondagem foram implementadas na fase de
planejamento, as quais foram definidas paralelas à linha
de costa. As linhas foram subdivididas em dois blocos
cada um contendo 45 linhas medindo 1,3 km e paralelas
entre si com espaçamento de 25 m. No total foi
amostrada uma área de 3 km². Foi utilizado ainda as
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seguintes informações de projeção e Datum: WGS 1984,
Datum UTM 25S.
Figura 6: Correções de Movimento (Hypack training
seminar 2009)
Após as fases de planejamento e execução do
levantamento batimétrico foi realizado o processamento
dos dados adquiridos.
Figura 5: Linhas Batimétricas Planejadas
Ainda nas fases de planejamento e preparação foi
realizada a adaptação dos equipamentos a embarcação
e a calibração (patch test) dos mesmos para determinar a
arfagem e os ângulos transversais e longitudinais
(balanço e cabeceio), fornecendo desta forma maior
confiabilidade
aos
dados
de
profundidade
e
posicionamento de cada feixe.
A etapa de execução o contou com o software HYPACK
2009 da Costal Oceanographics, especifico para
navegação, aquisição e processamento de dados
geofísicos.
Figura 7: Fluxograma utilizado no software Hypack
(Modificado de Silva 2011)
A fase de processamento está diretamente ligada às
fases antecedentes, a calibração e a inserção dos
offsets, e a aquisição dos perfis de velocidade garantem
a credibilidade do processamento diminuindo a
quantidade de ruído a ser eliminado. O processamento
inicial foi efetuado utilizando o software Hypack 2009,
através da verificação de ocorrência de clarões na área
sondada. Esse processo foi realizado analisando os
arquivos brutos (.raw). logo a essa verificação fizemos a
redução da maré pelo módulo TIDES e a inserção dos
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perfis da velocidade do som, adquiridos no campo, pelo
módulo SOUND VELOCITY. Logo após passamos para a
etapa de edição dos dados, onde retiramos as
profundidades
espúrias
(spikes)
e
erros
de
posicionamento (tops) manualmente e por meio de filtros
no módulo HYSWEEP EDITOR. Após a edição das linhas
sondadas, efetuou-se, empregando o comando CROSS
STATISTICS do Hypack, a análise estatística da precisão
do levantamento batimétrico através das linhas de
verificação.
confeccionamos o mapa batimétrico utilizando o software
ARCGIS.
Figura 9: Mapa Batimétrico da área de estudo
Figura 8: Janelas do software HYPACK/HYSWEEP
durante o processamento dos dados.
Posteriormente, os dados foram exportados para o
formato .xyz para receberem o tratamento final no
software OASIS MONTAJ.
No software OASIS MONTAJ, foi gerado um grid por
meio do método de interpolação bidirecional. A
interpolação bidirecional foi realizada em função da
distribuição dos dados originais. O método bidirecional é
indicado para interpolar rapidamente linhas de dados
aproximadamente paralelas, pois tende a intensificar
trends perpendiculares às direções das linhas do
levantamento (Geosoft 1995).
Em seguida foi feito uso do software SURFER para uma
melhorar a visualização do grid e por fim,
De acordo com o mapa batimétrico gerado a partir dos
dados adquiridos (figura 9), podemos observar as
maiores profundidades (10,7m) na região mais ao norte
da área de estudo, tendo sido interpretada como um
canal, bem marcado. Este canal encontra-se circundado
por bancos sedimentares. Acredita-se que esta
morfologia esteja ligada diretamente a hidrodinâmica da
região. Através da batimetria, e do conhecimento da
morfologia praial, poderiamos inferir que esses bancos de
sedimentos poderiam ser resultado da erosão da região
pós praia. Na parte sul da região de estudo o relevo é
mais suave e homogêneo. Tal uniformidade poderia está
relacionada à menor energia das ondas devido a
proximidade da enseada com morfologia de baia em
forma de zeta característica desta região.
Conclusões
A metodologia empregada se mostrou satisfatória no que
diz respeito à qualidade dos dados obtidos. Entretanto, o
uso da batimetria para a caracterização morfológica de
um sistema extremamente dinâmico como a praia, deve
ser utilizada de forma sazonal e integrada com outros
métodos para que as interpretações morfológicas
venham adquirir uma maior confiabilidade. Tendo em
vista a necessidade de um monitoramento, encontra-se
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previsto o recobrimento da mesma área em períodos
sazonais distintos durante o ano de 2013.
Agradecimentos
Agradecimentos são devidos aos projetos ISOARQ/ PlAT
N-NE(REDE
05/FINEP/CNPQ),
REDE
RECIFES
Ciencias do Mar 207-2010(CAPES), e ao CNPq (Grant
303481/09-9) pelo suporte financeiro e bolsas de IC e PQ
respectivamente ao primeiro e último autor, à UFRN, pela
disponibilização da infraestrutura e aos colegas e
técnicos que auxiliaram na coleta dos dados em campo.
Referências
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